工程水文学 第二章 河川水文基础知识ppt课件.ppt

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1、第二章、河川水文基础知识(河川径流)河流和流域径流形成及主要影响因素河川径流的动态变化地表水在重力作用下，沿陆地的凹地流动，按其大小可分为江、河、溪和沟，这些统称为河流，而流域中河流（包括干流、支流）和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河彼此连接组成一个庞大的系统，称水系，又称河系或河网。2.1.1河系的特征(1)概述:河系汇聚全流域的地表和地下水，最终注入海洋、湖泊或消失于荒原。水系的名称通常以它的干流或以注入的湖泊、海洋命名，如长江水系、太湖水系、太平洋水系等。2.1河流和流域汇入干流的河流均称为一级支流，而汇入一级支流的河流则称为二级支流，以此

2、类推。河流按不同的级别划分为：河系中取长度最大或水量最多的河流为干流。支流:干流：依据水流的流动方向从上至下分为五段：河源中游下游河口上游(2)河系的主要特征：①河流长度L:指河源到河口的轴线长度。尼罗河亚马孙河长江6650km6437km6380km②流域河网密度D:式中，∑L~流域内干支流的总长度(km)A~流域面积(km2)定义为单位流域面积内的河流总长度，反映了流域对径流的调节能力，计算公式为：式中，L~河流的实际长度(km);l~河流二端间的直线距离(km)③河流的弯曲系数弯曲系数越大，对洪水宣泄越不利。④河流的落差和比降落差

3、：河源与河口的垂直高差称为河流的落差。落差大表明河流水能资源丰富。河道比降：落差与河长的比值称为河流的比降。比降越大河道汇流越快。a.当河段的纵向河底线近于一条直线时，河道的计算表达式：河道比降的计算：式中，J~河段的比降;h1,h0~河段二端河底高程;L~河段的长度Lh0△h0h10b.河段的纵向河底线呈折线或曲线时的河道比降计算表达式：式中，L~河段的长度(m)h0,h1,…hn~从下游到上游各点河底高程(m)l1,l2,…ln~各点间的距离(m)Llnlill河底线hnhihlh002.1.2流域及流域的主要特征★流域的定义河流某断面以

4、上，汇集地表水和地下水的区域（分别称做地面集水区和地下集水区）统称做河流在该断面以上的流域。流域面积A,单位km2指分水线所划定的范围在水平面上投影的面积。★流域的主要特征:(1)流域的几何特征流域长度L,单位km指流域的轴长，可用作图法求到，见右示意图。气候条件以各种的气象因子来描述。流域平均宽度B：km流域的形状系数KB=A/LK=B/L=A/L2(2)流域的自然地理特征地理位置以地理的经度和纬度来表示。可用流域平均高程、平均坡度S表征。流域的土壤岩石性质和地质构造流域地形特征反映了流域下垫面的特征，影响到降水入渗的多小，土壤

5、的蓄水性及地下水运动等。可用流域地形图表征；l0···l2lnl1S=[Z(0.5l0+l1+···ln-1+0.5ln)]/A式中，l0、l1···ln-1、ln分别为流域内至下而上的等高线长度（km）;Z为相邻二条等高线之间的高差（km）A为流域面积（km2）平均坡度S计算公式:PP/PL/PM⑤流域的植被率和湖沼率植被率PP=AP/A湖泊率PL=AL/A沼泽率PM=AM/A式中，PP、PL、PM～分别为流域内的植被、湖泊和沼泽面积；P～流域总面积。降雨截留量径流R通过调查或遥感信息提取径流：指降落在流域表面的降水，沿流域地表和地下

6、二个途径流入河系，再流出流域出口断面的水流，这样的物理过程称作径流形成过程。2.2径流的形成和径流的度量有时也指它的量，即在一定时段内通过某一河流断面的水量，称径流量。流域蓄渗指降雨的雨水耗于植物截留、下渗和填洼等综合过程。降雨形成地面径流之前，在流域中会被以上几个方面所消耗，不参与径流的形成：2.2.1径流形成过程可概化为二个过程：(1)产流过程或称为流域蓄渗过程b.土壤蓄水量S指降雨入渗过程中被土壤吸附存储于土壤孔隙中的水量。a.植物截留量Is降雨被植物茎叶拦截的现象称截留，APIS以上各种量不参与径流的形成，统称为:雨量的损失量

7、或地面滞留量。c.填洼量Vd水分停蓄在地面洼陷处（水库、湖、塘等），称填洼。d.雨间蒸散发量E降雨形成的径流量/净雨量径流量(净雨量)=降雨量-损失量净雨量包括二个方面：地面径流R地下径流Rg壤中径流/表层流Rin指下渗的雨水，一部分滞蓄在土壤中；一部分继续向下运行，遇到相对不透水层时，形成沿不透水层面的表层流。a.地面径流R包括:坡面漫流Rs指沿流域坡地成片连续流动的水流。b.地下径流Rg包括:·浅层地下径流Rgs当下渗水流到达地下水面后，则形成地下径流它包括：指潜水面以下和第一个不透水层以上的含水层中的水流，亦称作无压地下水。以上统称为

8、地下径流，其特点是：流量稳定；地下水运动缓慢，补给河流滞后于地表径流，故往往成为河流枯水期的重要来源。·深层地下径流Rgd指第一不透水层以下的深含